5G通信技術(shù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

司偉

（江西省郵電建設(shè)工程有限公司，江西 南昌 330032）

引言：電力行業(yè)對(duì)國家發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。2019年，國家電網(wǎng)有限公司提出了“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略。其中“兩網(wǎng)”即堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)和泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，兩網(wǎng)的建設(shè)與發(fā)展都離不開數(shù)據(jù)支撐。能源互聯(lián)是未來的發(fā)展趨勢(shì)，而泛在電力物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)的重要途徑，建設(shè)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)迫在眉睫。

一、5G通信技術(shù)

（一）5G通信技術(shù)原理

通信技術(shù)從本質(zhì)上可分為兩類:有線通信和無線通信。無線通信技術(shù)即信息在空中傳播的技術(shù)，信息在空中不能無限傳播、存在信息傳輸量和傳輸速率瓶頸。5G作為新一代移動(dòng)通信技術(shù)主要研究信息在空中傳播的瓶頸問題。

（二）5G的性能特點(diǎn)

5G被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)泛在物聯(lián)網(wǎng)“泛在”連接的基礎(chǔ)。為了滿足全球通信現(xiàn)狀需求，實(shí)現(xiàn)真正意義上的網(wǎng)絡(luò)融合，5G可以使人與人、人與物、物與物之間更高速，安全，自由的連接。

二、5G通信技術(shù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用分析與展望

（一）聯(lián)合仿真

電力仿真作為電力系統(tǒng)分析過程中的重要手段，是判斷電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)、電網(wǎng)運(yùn)行方案安全性與可靠性的關(guān)鍵。現(xiàn)階段，國內(nèi)外不少廠家開發(fā)了使用于不同應(yīng)用的、多元化的電力系統(tǒng)仿真軟件，例如：OPNET，其主要運(yùn)用于通信領(lǐng)域，即在保障通信系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性的同時(shí)，對(duì)系統(tǒng)規(guī)劃及運(yùn)行進(jìn)行仿真分析。隨著泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，也將成為與電力網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)深度耦合的電力系統(tǒng)，而5G通信網(wǎng)絡(luò)與電力網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合仿真是對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有效分析的關(guān)鍵。

（二）聯(lián)合優(yōu)化

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)能夠?yàn)榉稚⑶叶鄻踊?G通信基站提供電力保障，從而實(shí)現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)與電力網(wǎng)絡(luò)在能量方面的交換，在供需層面實(shí)現(xiàn)有效互動(dòng)，使得5G通信網(wǎng)和電力網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合成為可能。隨著時(shí)代的發(fā)展，信通數(shù)量正在不斷提升，單純依靠5G通信系統(tǒng)進(jìn)行電力流優(yōu)化控制及規(guī)劃并不現(xiàn)實(shí)，而5G通信網(wǎng)絡(luò)與電力網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，彌補(bǔ)了兩者的缺陷，使其進(jìn)一步滿足未來時(shí)代的通信需求,為此，國家需要加強(qiáng)對(duì)5G通信網(wǎng)與電力網(wǎng)絡(luò)聯(lián)合信息流優(yōu)化控制及規(guī)劃進(jìn)行研究。

（三）安全隱私

安全隱私問題是信息時(shí)代常見且較為關(guān)鍵的問題，5G通信技術(shù)一定程度上降低了信息安全隱患，但萬物互聯(lián)的實(shí)現(xiàn)卻為通信安全帶來了巨大的挑戰(zhàn)。安全與隱私作為影響泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵因素，能夠直接影響整個(gè)電力系統(tǒng)乃至電力企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。因此，需要為電力系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)置保密級(jí)別或者設(shè)置不同的數(shù)據(jù)獲取權(quán)限，在保護(hù)各個(gè)對(duì)象安全與隱私的前提之下進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。

（四）復(fù)雜對(duì)象控制與優(yōu)化

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)萬物互聯(lián)是指通過電力等相關(guān)實(shí)物將電力網(wǎng)、通信網(wǎng)進(jìn)行連接，并在這一基礎(chǔ)上進(jìn)行海量數(shù)據(jù)采集與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析，從而實(shí)現(xiàn)各數(shù)據(jù)所對(duì)應(yīng)對(duì)象的控制。泛在電力物聯(lián)網(wǎng)在未來的發(fā)展過程中，其所連對(duì)象逐漸趨向所復(fù)雜化、多級(jí)化，因此，電力企業(yè)需要?jiǎng)?chuàng)新傳統(tǒng)控制與優(yōu)化算法，與此同時(shí)還要進(jìn)行先進(jìn)的分層、分布式等優(yōu)化算法的研究，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)對(duì)海量對(duì)象的最佳實(shí)時(shí)控制，以此協(xié)調(diào)連接萬物。

（五）透明化與態(tài)勢(shì)感知

為了實(shí)現(xiàn)對(duì)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知，電力企業(yè)選擇安裝海量傳感器來進(jìn)行有效感知。然而當(dāng)前配電網(wǎng)監(jiān)測(cè)不足、可觀性較弱，存在不能直接測(cè)量分布式光伏出力、配電網(wǎng)閉環(huán)設(shè)計(jì)開環(huán)運(yùn)行時(shí)的相關(guān)拓?fù)湫畔ⅰ６?G通信技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，為泛在電力物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)采集、分析、可視化創(chuàng)造了優(yōu)異條件，推動(dòng)了配電網(wǎng)實(shí)時(shí)且透明化的態(tài)勢(shì)感知的實(shí)現(xiàn)。

（六）商業(yè)模式多元化

5G通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的運(yùn)用，在落實(shí)現(xiàn)階段各項(xiàng)優(yōu)異的商業(yè)模式的同時(shí)，還能起到促使泛在電力物聯(lián)網(wǎng)孕育出新型的、多元的商業(yè)模式的作用，例如,5G通信包含的端對(duì)端通信技術(shù)將個(gè)人對(duì)個(gè)人即“P2P交易模式”變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，致使交易通信成本大幅度下降。再如，5G通信能夠協(xié)調(diào)虛擬電廠所負(fù)責(zé)的海量對(duì)象，極大程度上保障了虛擬電廠的可行性與安全性。

結(jié)語：綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)水平的大幅度提升，促進(jìn)了電力系統(tǒng)的不斷更新、5G通信技術(shù)與電力物聯(lián)網(wǎng)的有效融合，進(jìn)一步為5G物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了有利條件，極大程度上促進(jìn)了電力系統(tǒng)以及電力企業(yè)的健康發(fā)展。本文以泛在電力物聯(lián)網(wǎng)為例，片面闡述了5G時(shí)代下電力系統(tǒng)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用，并展望了未來5G通信技術(shù)在泛在電力物聯(lián)網(wǎng)中可能出現(xiàn)的應(yīng)用以及研究方向。5G通信網(wǎng)絡(luò)與電力網(wǎng)絡(luò)的融合是一項(xiàng)長期的工作，需要全社會(huì)的共同為之努力，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)與5G通信技術(shù)的共同發(fā)展。